[發(fā)明專利]一種核二級泵水潤滑軸承表面強化的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110300967.8
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN103008859A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 鄧德偉;王學軍
• 申請（專利權）人: 沈陽透平機械股份有限公司
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;李穎

技術領域

本發(fā)明屬于表面強化技術領域，主要涉及的是一種核二級泵水潤滑軸承表面強化的方法。

背景技術

核泵是核電站中的重要設備之一，核主泵及其核二級泵在保證核電站的高效、安全運行方面起著重要作用。核二級泵包括上充泵、安注泵及余熱排出泵等，各種動靜壓水潤滑軸承又是核泵中的關鍵部件。水潤滑軸承具有不燃燒，降低摩擦副的摩擦振動、噪聲和由摩擦引起的對軸承的磨損等優(yōu)點。由于其較為苛刻的工況條件，水潤滑的內表面和軸套的外表面易受到摩擦、損傷，是一種典型的易耗損零件。因為水潤滑軸承工作表面和心部在狀態(tài)、結構和性能要求方面有較大的差別，而傳統(tǒng)的整體熱處理往往使二者不能兼顧，材料的潛力也得不到充分發(fā)揮。材料表面強化技術不僅可以較好地解決表面和心部在結構和性能上的差異，而且還可以進一步使表面獲得某些特殊的工作性能，以滿足在特定使用條件下對軸承表面性能的要求。

等離子弧堆焊技術具有電弧穩(wěn)定、溫度高、熱量集中、電弧可控性好、焊道成形好、熱影響區(qū)小、稀釋率低、生產效率高、工藝穩(wěn)定等優(yōu)點。所以可以通過選擇合適的堆焊合金材料(Ni、Fe等)，利用等離子弧堆焊技術在軸承的水潤滑內表面堆焊一層強化合金層，進而滿足特定使用條件下對其表面性能的要求。

目前在現(xiàn)有的技術中還沒有采用等離子弧堆焊技術強化軸承內表面。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種核二級泵水潤滑軸承表面強化方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案：

一種核二級泵水潤滑軸承表面強化的方法：在水潤滑軸承內孔表面堆焊強化合金粉末Ni50的合金層。所述Ni50合金層厚度為0.5-3.5毫米。

所述水潤滑軸承表面強化方法為：首先進行焊前熱處理，即強化合金粉末干燥處理和軸承焊前熱處理；其次進行焊接；最后進行焊后熱處理，即將軸承焊接件在20-40目的蛭石粉中緩冷至室溫。所述強化合金粉末干燥處理為將Ni50合金粉末在150-200℃下保溫1-3小時后，緩冷至室溫，待用。所述軸承焊前熱處理將軸承在350-450℃下，保溫2-4小時，進而減少內部應力，避免焊接過程中產生開裂。

所述焊接參數(shù)為焊接電流150-210A、焊接電壓20-35V、送粉速度15-30g/min、焊接頻率30-40Hz、焊接速度40-55mm/min、擺動幅度20-30mm。

本發(fā)明所具有的優(yōu)點：

1.本發(fā)明利用了軸承基體不銹鋼較好的焊接性，將等離子弧堆焊技術用于軸承表面的強化，根據(jù)水潤滑軸承實際的使用工況和要求，通過選擇鎳基合金粉末Ni50，選擇適當?shù)暮附訁?shù)，堆焊層的厚度、性能、結構可以進行變化。

2.本發(fā)明中采用單道連續(xù)自動焊接，直至焊滿整個軸承表面。并且焊道與焊道之間要連續(xù)，不能有縫隙和未搭接現(xiàn)象。在進行前一道焊接時，相當于對相鄰區(qū)域進行熱處理，所以在焊接過程中需嚴格控制層間溫度不超過400℃。

3.力學性能高：經等離子弧堆焊技術強化后的軸承表面除了具有較高的硬度、耐磨性和耐腐蝕性能之外，還具有良好的高溫性能。同時軸承不銹鋼基體和強化堆焊層之間冶金結合良好，無未熔合、氣孔、夾渣等缺陷。另外軸承基體的稀釋率較低，變形較小，強化合金層組織致密均勻，性能穩(wěn)定。

4.生產效率高：等離子弧堆焊技術的生產效率高，是傳統(tǒng)的手工堆焊技術的10倍，另外可以節(jié)省超過60％的合金用量。

5.制造過程中機加工量大幅度較少：可以選擇合適的焊接參數(shù)獲得所需的堆焊層厚度，需要磨削加工的量減少，大大提高生產效率。

6.本發(fā)明通過選擇合適的強化合金粉末和參數(shù)，等離子弧堆焊層和基體之間有很好的冶金結合，并且堆焊合金層具有較高硬度、耐磨性、耐腐蝕性，因而特別適合于核泵水潤滑軸承的表面強化，所得的強化后的軸承材料具有良好的性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的核泵水潤滑軸承表面強化工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的粉末等離子弧堆焊原理示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例提供的中軸承內表面焊接示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例提供的處理后中軸承的效果實驗圖。

具體實施方式

結合附圖，對本發(fā)明的實施例做進一步詳細說明。